CZ78899A3 - Bezdrátový přenos energie a dat pro modulární periferní systém - Google Patents
Bezdrátový přenos energie a dat pro modulární periferní systém Download PDFInfo
- Publication number
- CZ78899A3 CZ78899A3 CZ99788A CZ78899A CZ78899A3 CZ 78899 A3 CZ78899 A3 CZ 78899A3 CZ 99788 A CZ99788 A CZ 99788A CZ 78899 A CZ78899 A CZ 78899A CZ 78899 A3 CZ78899 A3 CZ 78899A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- module
- data
- energy
- modules
- transmitter
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
- H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
- H04B5/24—Inductive coupling
- H04B5/26—Inductive coupling using coils
- H04B5/266—One coil at each side, e.g. with primary and secondary coils
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
- H04B5/24—Inductive coupling
- H04B5/26—Inductive coupling using coils
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
- H04B5/22—Capacitive coupling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Control By Computers (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Programmable Controllers (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Description
(57) Anotace:
U modulárně vytvořeného elektronického řídícího zařízení, zejména řídícího zařízení s programovatelnou pamětí pro řízení a/nebo kontrolu technického procesu se provádí přenos energie pro napájeni jednotlivých modulů /KM, M, AM/ a současně přenos informací, výměna dat mezí Jednotlivými moduly /KM, M, AM/ elektromagnetickými cestami, a tím bez pevných přenosových prostředků.
CZ 788-99 A3 pV -49
Bezdrátový přenos energie a dat pro modulární per. d ferní systém.
Oblast
Vynález se týká modulárně vytvořeného elektronického řídícího zařízení, zejména řídícího zařízení s pro gramovatelnou pamětí nebo periferní soustavy pro řízení a/nebo kontrolu technického procesu.
Dosavadní stav techniky»
Modulárně vytvořená řídící zařízení v úvodu uvedeného druhu jsou všeobecně známa. Dodávání elektrické energie jednotlivým modulům ze zdroje energie se provádí prostřednictvím elektrických spojení, kterými se přivádí buď každému jednotlivému modulu elek trická energie, nebo_ se tato elektrická energie přivádí spoji prvnímu modulu, který ji dále vede sousednímu modulu. Další vedení elektrické energie na vše chny moduly modulárně vytvořené řídící zařízení se provádí prostřednictvím v podstatě stejných spojovacích prvků. Podobně to platí pro tok dat, uspořádaný mezi moduly. Tok dat probíhá pak prostřednictvím spojovacích prvků, které jednotlivé moduly spojují s dalšími spojovacími prvky, přičemž tyto další spojovací prvky vytvářejí například elektricky vodicí spo jení k sběrnici.
• 9 9 9
9* »44 9« » 9*99 *99*· 9 9 9 »9» 9
Způsoby pro bezdrátový přenos energie a/nebo dat jsou všeobecně známy v oblasti komunikací. Naproti tomu není znám takovýto způsob pro přenos energie a/nebo dat mezi moduly nebo mezi periferními soustavami ří dícího zařízení, který řídí a/nebo kontroluje technický proces.U takovýchto zařízeních se provádí přenos energie a/nebo dat prostřednictvím vhodných elektricky vodivých spojení. Zejména je zde dále vyvinuta koncepce sériových nebo paralelních sběrnic.
Nevýhodou u těchto známých spojeních mezi moduly je velké mechanické nebo atmosférické namáhání . jejich _ kontaktních prvků,kterými se dosud zhotovuje uvol.nitelné, rozpojitelné elektricky vodivé spojení. Opakovaným vytvářením kontaktů takového modulu dochází k podstatnému mechanic kému zatížení jednotlivých kontaktních prvků, což může vésti například k prohnutí kontaktních© prvku. Jestliže ohnutý kontaktní prvek nevytvoří požadované elektrické spojení, pak se požadované funkce,ktejšou řízeny modulem, neprovedenou. To může vésti k ohrožení obsluhujícího personálu, elektrického září zení, nebo ale^k poškození samotného technického zařízení, nebo i k poškození výrobků, zhotovovaných technickým zařízením, Je ale také možné, že u me chanicky poškozeného kontaktního prvku vznikne nedokonalé elektrické spojení, takže může dojít stejným způsobem k nevýhodnému působení tak, jak bylo již popsáno. Přitěžující je k tomu v tomto případě ta okábost, že v důsledku mechanického poškození kontaktního prvku vyvolaná porucha je jen velmi obtížně zji stititelná, nebot se jen zřídka vyskytne.
•9 9999
Dále je také možné, aby u mechanicky poškozeného kontaktního prvku došlo k nežádoucímu kontktu s jinými kontaktními prvky. Také i v tomto případě může dojít k nevýhodnému působení, jak bylo již popsáno.
Kontaktní prvky jsou ohroženy nejen působením mechanických vlivů, ale i působením atmosférických vlivů. V případě oxidace kontaktních nrvků není elektricky vodivé spojení kontaktních prvků zaručeno, i když jsou mechanicky navzájem správně v dotyku.Buď nevznikne žádné elektricky vodivé spojení, nebo jen nedokonalé elektricky vodivé spojení s nedostaky,jak byly již dříve popsány.
Zvláštní přednost elektronického řídícího září zení spočívá v tom, že je možná zejména jednoduchá výměnu modulů řídícího zařízení, nebo také připo jení a odebrání jednotlivých modulů, u tohoto řídícího zařízení. Protože jednotlivé moduly nemají žádné řídicí prvky, kterými se provádí napájení elektrickou energii nebo tak dat, je toto připojení modulu jednoduše realizovatelné vhodným prostorovým uspořádáním tohoto modulu vzhledem k modulům, ná cházejícío se již ve stávajícím modulárně vytvoře nénr elektronickém řídícím zařízení. Při odebí rání modulu se tento modul jednoduše vyjme, přičemž po vyjmutí je třeba dáti pozor na správné prostorové uspořádání zbývajících modulů. Odebrání a připojení modulů takového řídícího zařízení je provedl telné personálem, který není buď vůbec, nebo jen v nepatrné míře vyškolen.
• « · ft • A « « » * * · · · ·
Další přednost řídícího zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že moduly jsou ve svých krytech mnohem lépe zapo^dřeny, nežli to bylo možné u dosud známých modulárních řídících zařízeních.? důsledku toho se rao duly v řídícím zařízení podle vynálezu vyznačují velmi vysokým stupněm ochrany. Protože známé moduly měly dosud stále přípojné a kontaktní prvky, které byly v kontaktn s elektronikou, obsaženou v modulu, nebylo dosud možné úplné zapouzdření elektroniky, obsažené v modulu. Tím je ale také elektronika, obsažená ve známých modulech,vy stavena vlivům okolního prostředí, jako například prachu a atmosferickému zatíže» ní. Řídící zařízení podle vynálezu hodí. se zejména pro použití v drsném průmyslovém okolí. Z těchto důvodů je například také možné, uspořádat elektronické řídící zařízení bezprostředně v prostorové blíž kosti elektronickým řídícím zařízením řízeného a kontrolovaného přístroje a nikoliv jako dosud v ochranné rozvodné skříni. Napojení jednotlivých modulů na ří zenou a kontrolovanou periférii může se pak provésti například specielními spojovacími prvky, které lze například s modulem pevně sešroubovat, které pak mají podobný nebo stejný způsob ochrany, jako modul. Řídící zařízení podle vynálezu je tak zejména dobře vhodné pro použití v decentralizované vytvořených autoraatizačních systémech.
V průběhu vzrůstající miniaturizace elektronických staveních dílů, které se u modulu takovýchto elek ironických řídících zařízení používají,nastá u dosud známých elektronických řídicích zařízeních často taková situace, že prostorová objemnost jednotlivých mo1
4· · « *· ·* • · * · • · · dulů je dána v podstatné míře i prostorovou objem ností spojovacích prvků. V případě například použití paralelní sběrnice, neselí ani minimální velikost jednotlivé kontaktní dráhy takovéto sběrnice, ani minimální vzdálenost mezi jednotlivými drahami této sběrnice klesnout pod určitou hodnotu. Z toho vyplývá i dolní hranice pro objemnost používaných spo jovacích prvků, které tím také předem udávají rozměry modulů. Translátory, které jsou uspořádány pro přenos energie a/nebo dat v modulech řídícího za řízení podle vynálezu, dají se často prostorově di menzovat menší, nežli k tomu dosud potřebné spojovací prvky. Tím se dá zmenšit potřeba místa pro jednotlivý modul a tím i celková potřeba místa pro e lektronické řídící zařízení. Také z tohoto hlediska je výhodné použiti decentralizovaného řídícího září zení podle vynálezu a sice v bezprostřední blízkosti k řízené něho kontrolované periférii. Ale i u obvyk lého uspořádání ve skříni rozvaděče představuje do sazená úspora místa podstatnou výhodu.
Podstata vynálezu.
Úkolem vynálezu je, navrhnout modulárně vytvořené řídící zařízení, u kterého se provádí přenos energie a/nebo dat mezi jednotlivými moduly, například mo duly nebo periferními přístroji, bezdrátovou cestou.
Tento úkol se pro modulárně vytvořené elektronické řídící zařízení řeší tím, že jen jeden modul je galvaničky napájen elektrickou energii a od tohoto modulu je bezdrátovou elektromagnetickou cestou prováděn přívod energie jiným modulům, a že prostřed nictvím stejné elektromagnetické cesty se také vede tok dat. K tomu á každý modul nejméně jeden vysí lač pro vytváření elektromagnetického pole, při čemž tento vysílač tvoří zdroj dat a/nebo energie a přijímač je vytvořen pro příjem dat a/nebo energie, takže zdroj dat a/nebo energie přenáší data a/nebo energii na jiné, zejména sousední modulové přístroje, a že přijímač dat a/nebo energie přijímá data a/nebo energii od jiných zejména soused nich modulů.
Spojení modulů se provádí přitom například v sériové struktuře, ve tvaru do hvězdy, nebo i v kruhové struktuře. Z toho vyplývá další přednost elektro nického řídícího zařízení podle vynálezu, která ' spočívá v tom, že moduly se mohou uspořádat v téměř libovolném uspořádání. Spojení modulů může se přitom zvolit podle předností nebo nevýhod, spojených s rozdílnými uspořádáními. Přednost sériové nebo rozvětvené struktury spočívá ve snadném připojení, nebo odebrání jednotlivých modulů z této struktury. Ovšem velmi se <
snižuje průtok dat, jestliže je napojeno mnoho modulů. Výpadek jednoho modulu ještě neznamená, že by tento modul nemohl být aktivován. V případě uspořádání do hvězdy probíhá tok dat přes ústřední modul, který v případě udání cílové adresy provede odpovídá jící další vedení. Přednost takovéhoto uspořádání spočívá v jeho snadné možnosti rozšíření a ve sku • · * · · · tečnosti, še výpadek jednoho modulu nemá za násle dek poruuhy v celém systému. Ovšem výpadek ústředního modulu ve k výpadku celého sýstému.
Přehled obrázků na výkrese.
Další přednosti a podrobnosti vynálezu vyplývají z následujícího popisu příkladu provedení za pomoci výkresu.
Na obr. 1 je znázorněno modulárně vytvořené elek tronické řídící zařízení.
Na obr. 2 jsou znázorněny moduly modulárně vytvořeného elektronického řídícího zařízení, mezi kte rými se provádí bezdrátový přenos energie a/nebo dat.
Na obr. 3 je znázorněno další vedení energie a dat, vycházející od čelního modulu k dalším modulům.
Příklady provedení vynálezu.
Obr. 1 ukazuje modulárně vytvořené elektronické ří dici zařízení MS s programovatelnou pamětí. U zná mých modulárních řídicích zařízení provádí se další vedení signálů,to je přenos energie ; a/nebo dat prostřednictvím vhodných elektricky vodivých spoje nich. Mezi moduly KM, M, AM, modulárního řídícího za řízení MS podle obr. 1 není žádné elektricky vodivé spojení. Přenos energie a/nebo dat se provádí prostřednictvím elektromagnetických polí.
S výjimkou čelního modulu KM a zakončujícího modulu AM má každý modul za tím účelem nejméně jeden, v obr. 1 neznázorněný zdroj dat a/nebo energie a přijímač dat a/nebo energie. Případě čelního modulu KM, ze kterého přenos dat a/nebo energie vychází, je zdroj dat a/nebo energie dostačující. V případě zakončujícího modulu AN, u kterého přenos dat a/nebo ener gie končí, je dostačující přijímač dat a/nebo e nergie. Celní modul KM je prostřednictvím v obr. 1 neznázorněných kontaktních prvků napájen energií z externího zdroje energie. V příkladu provedení podle obr. 1 má zakončující modul AM zakončující prvky AE pro interakci se řízeným nebo kontrolovaným te chnickým procesem. V alternativním provedení je také samozřejmě možné, aby tyto přípojné prvky AE mely přídavně nebo alternativně také jiné moduly KM, MM ý.
V následujícím textu se pokračuje v popisu přenosu dat ipeai zdrojem dat a přjímačem dat. Na toto navazuje přenos energie mezi zdrojem energie a přijímačem e nergie. Přitom může být zdroj dat a energie, případně přijímač dat a energie tvořen stejným fysikálním prvkem.
Obr. 2 ukazuje možnost realizace přenosu dat od jednoho modulu M k sousednímu modulu M'. První modul M obsahuje jako zdroj dat cívku SP s vhodným počtem zá« · vitů,přičemž jev cívce SP uspořádán ferromagne tický prvek FE tvaru písmena U. Sousední modul .M' má jako přijímač dat rovněž cívku SP' s vhodným poetem závitů, v tomto případě je počet závitů stejný, přičemž se v cívce SP rovněž nachází ferromagne tický prvek FE tvaru písmena Ε. V následujícím textu bude zdroj dat S nazýván jako vysílač S a přijímač dat E jako přijímač E.
V této souvislosti je zejména důležité uvésti,že pro přenos dat modulárně vytvořeného elektronického řídícího zařízení podle vynálezu,není žádný z obou směrů upřednostňován. V popisu je z důvodu lepší přehlednosti popisován přenos dat pouze s jedním, jako vysílač S označeným zařízením pro vytváření elektromagnotického pole a jako přijímač E označeným zaříze ním pro detekci elektromagnetického pole. Protože vysílač ,S a přijímač E jsou v podstátě vytvořeny stejně, může jako vysílač S označené zařízení detekovat elektromagnetické pole a rovněž jako přijímač E označené zařízení vy-tvářet elektromagnetické pole. Je tedy v každém případě možný dvousměrný přenos energie a/nebo dat, přičemž směr přenosu dat je řízen protokolem, použitým pro přenos dat, zejména s protokolem přenášenými a identifikovatelnými řídícími příkazy.
U příkladu provedení podle obr. 2 jsou vysílač S_ a přijímač E uzavřeny alespoň částečně krytem pří slušného modulu M, M Uspořádání modulu M, který obsahuje vysílač S, je vzhledem k modulu M ', fcterý obsahuje přijmíač E, zvoleno tak, že oba Moduly M, « · v · ··
M jsou sousední a navzájem jsou uspořádány tak, že jedna strana modulu M s vysílačem S, je protilehlá k jedné stane modulu M' s přijímačem E, takže je přenosová dráha co nejkratsí, čímž se také minimalizují možné ztráty. Ztráty se dají výhodně dále minimalizovat tehdy, jestliže oblasti krytu modulů M,
M , které přerušují mangetický obvod, jsou rovněž zhotoveny z ferromagnetického materiálu, zejména ze stejného ferromagnetického materiálu, ze kterého jsou také zhotoveny ferromagnetické prvky FE příslušných modulů M, W *. V konkrétním v obr, 2 neznázorněným provedení procházejí například ramena ferromagnetickýcn prvků FE modulů Μ, M' kryty příslušných modulů Μ, M *, takže koncové plochy ramen ferromagnetických prvků FE lícují s venkovním obrysem krytu příslušného modulu M, M, takže vzdálenost mezi oběmi ferromagnetickými prvky FE je skutečně ninimální a dá se nastavit jen vzájemnou vzdáleností mo dulů M,
Jestliže cívka SP vysílače S_ je protékána proudem, vytvoří se ve ferromagnetickém prvku FE cívky SP magnetické pole, Jsouli, jako u příkladu provedení po dle obr, 2, ferromagnetické prvky FE cívky SP vysílače S a cívky SP' přijímače E, uspořádány tak, že tvoří téměř uzavřený okruh, pak se magne tický tok omezí prakticky na vytvořený magnetický okruh. Proud, protékající cívkou SP vysílače S_ indukuje v magmetickém okruhu magnetické pole, které v cívce SP' přijímače E rovněž vyvolá elektrický proud. Proud, vyvolaný v cívce SP' přijímač E je úměrný proudu, protékajícímu cívkou SP vysílače S_ « 0 0 0 00 · ··
Při stejném počtu závitů, cívky 5P vysílače S_ a cívXy SP přijímače E a stejném materiálu ferromagnetických prvků EE tvořících jádro příslušných cívek SP, SP a dále při stejných rozměrech ferromagnetických prvků EE, tvořících jádro, odpovídá velikost proudu, vyvolaného v cívce SPý přijímače E, v podstatě velikosti proudu, protékajícího cívkou SP vy sil ace S. V důsledku toho hodí se bzdrátový přenos stejným způsobem pro napájení energií pomocí stři davého proudu, tak také pro bezdrátový přenos signálů, takže jsou přenášeny také informace bezdrátově od jednoho modulu k sousednímu modulu M '.
Současný přenos energie a dat může se provádět v neznázorněném vytvoření vynálezu pomocí dvou cívek vysílače a dvou v tomto vytvoření uspořádaných ferromagnetických prvků ^^Mder, tedy na straně vysílače a dvou cívek přijímače s příslušnými ferromagnetickými prvky,tvořícími jádro. Další možnost spočívá také v tom, použít však na straně přijímače případně na straně vysílače, jen jeden ferromannetický prvek EE, přičemž na tomto ferromagnetickám prvku EE jsou umístěny vždy dvě cívky SPE, SPP, SPE, SPPjedna dvojice cívek SPQ, SPP'*’ pro přenos energie, druhá dvojice cívek SP£, SPP' pro přenos dat. Toto uspořádání je znázorněno v obr* 3.
Znovu lárně směr, gie budiž na tomto místě poukázáno na to, žeu moduvytvořeného řídícího zařízení není udán žádný kterému je třeba dát přednost, pro přenos enera/nebo dat.
Při přenose střídavého proudu s cívkou
SPE vysílače flfl ·«·· •fl ···· »flfl · *
BS ··* · j5 vytvoří se v magnetickém prvku FE časově proměnlivé magnetické pole, které v cívce SPE přijímali vyvolá střídavý proud se stálou frekvencí. Také data, která jsou přenášena cívkou SPD vysílače S, se nutně mění, takže velikost magnetického pole,vyvolaného cívkou SPD, se superponoje magnetickému poli, vyvolanému cívkou SPE vysílače S pro pře nos energie. Data se ta namodulují magnetickému poli, vyvolanému přenosem energie. Odpovídajícím filtrem F mohou se data, namodulováná na elektromag netickém poli, na přijímací straně opět odebrat, takže také na straně přijímače dat a energie,se data · mohou opět separátně odebrat.
Obr. 3 ukazuje příklad vedení energie a dat od čelního modulu KM, který v příkladu provedení obsa huje pouze vysílač S, k dalšímu modulu M, který na straně, přivrácené k čelnímu modulu KM, má uspořá daný přijímač E a pro další vedení energie a dat mé blastní vysílač £3. Energie se čelnímu modulu—přivádí od externího zdroje. Modul M', který je sou· sení vzhledem k prvnímu modulu Mje znázorněn jen částečně. Obsahuje rovněž přijímač E, uspořádaný protilehlé straně vzhledem k vysílači £ modulu _ Jestliže se u tohoto následujícího modulu M' jedná o zakončující modul AM, pak vysílač, který by byl analogický jako vysílač v prvním modulu M,není potřeba. Jestliže na tento modul M' navazují další mo duly M, M', pak také tento modul M' obsahuje odpo vídající vysílač 5 pro další vedení energie a dat.
na
M.
Podle obr. 3 má čelní modul KM jako složků vysílače • v ·*♦· ·· ··*· ··
S, ferromagnetický prvek FE tvaru písmena U.Modul M má odpovídající ferromagnetický prvek FE jako složku přijímače E. Obe ramena ferromagnetických prvků FE jsou navzájem k sobě přivrácena tak, že oba ferromagnetické prvky FE tvaru písmena U, tvoří kruhové uspořádání. Na základě ferromagnetických prvků FE tvaru písmena U jsou v každém modulu umístěna vinutí dvou cívek Sl^, SFD. První cívka SPE je uvnitř čelního modulu KM je součástí proudového obvodu pro přenos energie, druhá cívka SPD uvnitř čelního mofflulu KM je částí proudového obvodu pro přenos dat.
V souladu s tím je první cívka SPE' uvnitř modulu M částí proudového obvodu pro napájení energií to hoto modulu M a druhá cívka SPD' je částí proudo vého obvodu pro vyhodnocení a kontrolu dat. K tomuto základnímu vytvoření se mohou připojit další moduly M, které budou přenášet energii nebo data.
U uspořádání podle obr. 3 se provádí přenos energie a dat vždy jen jedním vysílačem S a jedním přijí mačem E, V tomto případě jsou signály, jak již bylo posánao, kterými se přenášejí data, nemodulovány na signály, kterými se přenáší energie. Pro oddělení datových signálů má modul M filtr F. Po filtrování jsou data opět v tom tvaru, jak byla vysílajícím modulem p°vodné vyslána. V tomto tvaru pak se mohou zpracovat logickým obvodem L.V příkladu provedení podle obr. 3^sou filtr F a logický obvod L integrovány do ASICu A. Současně v tomto ASICu A je také integrovaná jednotka KE pro převod, kterou jsou data převedena opět v analogové « * φ·· · •Φ φφφφ φφ··· φφ φ φφφφ • φ φφφ φ φφ φφφ φφφ φφ φφφφφ · φ φφ φφφ φφ φφ Φ· ·* elektrické signály, takže jejich přenos je možné provésti již popsanými přenosovými prvky S, E.
má
Proudový obvod/pro napájení energií modulu· M kondenzstor C, který je zapojen paralelně k cívce SPE \ umístěné na ferromagnetickém prvku PE přijímače E a a diodu D. Dioda D a kondenzátor C tvoří diodu D usměrňovače a za ní zapojený kondenzátor C.
tvoří vyrovnávací kapacitu, aby se přijaté střídavé napětí jako napájecí energie optět usměrnilo. Přenos e nergie se obvykle provádí fekvencí stejnosměrného měniče (Chopperfrequenz) v rozsahu kHz.
vysílače S vinutí civ ky
Budiž ještě znovu poukázáno na to, Se k shora popsa nsmu přenosu energie a dat se také mohou použít vy a přijímače E, u kterých jsou umístěna na vlastním ferromagnetickým prvke PE.
Oba moduly Μ, M by v důsledku toho obsahovaly dva vysílače ,5 a dva přijímače E, přičemž jeden z ferromagnetických prvků PE slouží pro přenos ener gie a druhý pro přenos dat. V tomto případě odpadá filtrování nemodulovaných dat.
V opaku k dosud popsanému přenosu dat prostřednic tvím v podstatě indukčivních prvků, může se přenos dat provádět také v podstatě kapacitním prvky, na příklad kondenzátory. Místo vinut:' cívky, která je umístěna na ferromagnetickém prvku PE, má potom každý modul jako vysílací zařízení například desku deskového kondenzátoru. Odpovídající přijímací září zení v sousedním modulu je druhá deska deskového kondenzátoru. Při přivedení napětí na takto vytvořený kondenzátor vytvoří se mezi deskami kondenzátoru mag-
se může zcela analogicky použít a/nebo dat, jako dříve popsané
4 44
4*4 444 netické pole, které pro přenos energie magnetické pole.
pořádáni, je u v předu popsaném přikladu také možná odchylná realizace, uspořádat vých modulech více než jeden vysílač S
Aby se vytvožila možnost pro realizaci rozdílných usprovedení v jednotil připadne přijímač E. Kromě toho je také například možné, še vycházející z čelního modulu KM se provádí přenos e nergie a/nebo dat ne jen v jednom směru, nýbrž ve dvou směrech, takže čelní modul KM má dva zdroje dat Aúnebo energie pro bezdrátový přenos dat a/nebo energie. V případě kruhového uspořádání modulu řídícího zařízení s programovatelnou pamětí řídícího zařízení podle vynálezu, má samozřejmě také čelní modul KM při jímač dat a/nebo energie.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (3)
1. Modulárně vytvořené elektronické řídicí zařízení, u kterého je čelnímu modulu dodávaná elektrická energie z napájecího zdroje, zejména ze sítě, přičemž mezi jednotlivými moduly je uspořádán tak dat a/nebo energie, vyznačující se tím, še vycházejíce od čelního modulu (KM) je prováděn bezdrátovou elektromagnetickou cestou přívod energie nejméně jednomu me zimodulu (Μ, ϊϋ') a vycházejíce od tohoto je přivá děna nejméně jednomu dalšímu mezimodulu (Μ, M*) a/ nebo zakončujícímu modulu (AM), a že toutéž elek tromagnetickou cestou je také veden tok dat.
2, Řídící zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, še mezimoduly (Μ, M') obsahují vždy nejméně jeden vysílač (S) a nejméně jeden přijímač (E), přičemž vysílač (S) přenáší data a/nebo energii jinému modulu (’/!, Μ, AM) a přičemž přijímač (E) přijímá data a/nebo energii od jiných modulů (Km, M, M*),
3. Řídící zařízení podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že vysílač (S) a přijímač (E) jsou alespoň částečně uzavřeny krytem a še vysílač (S) prvního mo dulu a přijímač (E) druhého modulu jsou prostorově sousední a navzájem jsou uspořádány tak, ěe jedna strana krytu vysílače je protilehlá k· jedné straně krytu přijímače, takže přenosová dráha je co nejkratv z
Sl.
GR 96 P 3818
7VH<S ·· to··· toto ···· ·· * · · · to to·*· to to to ·· totototo to • to · ««toto • to «toto ·· ·* • to to « • to ··· toto toto • to • · «·· • to
MS
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19640367A DE19640367A1 (de) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | Leitungslose Energie- und Datenübertragung für ein modulares Peripherie-System |
| PCT/DE1997/002180 WO1998015069A1 (de) | 1996-09-30 | 1997-09-25 | Leitungslose energie- und datenübertragung für ein modulares peripherie-system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ78899A3 true CZ78899A3 (cs) | 1999-08-11 |
Family
ID=7807490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ99788A CZ78899A3 (cs) | 1996-09-30 | 1997-09-25 | Bezdrátový přenos energie a dat pro modulární periferní systém |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0929948B1 (cs) |
| JP (1) | JP2001501407A (cs) |
| KR (1) | KR20000048748A (cs) |
| CN (1) | CN1231084A (cs) |
| AT (1) | ATE200367T1 (cs) |
| CZ (1) | CZ78899A3 (cs) |
| DE (2) | DE19640367A1 (cs) |
| ES (1) | ES2155988T3 (cs) |
| HU (1) | HUP9904600A3 (cs) |
| PL (1) | PL332425A1 (cs) |
| WO (1) | WO1998015069A1 (cs) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10033040A1 (de) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Mannesmann Vdo Ag | Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie |
| DE10303456A1 (de) * | 2003-01-29 | 2004-08-19 | Fujitsu Siemens Computers Gmbh | Elektrisches Gerät |
| DE10344575A1 (de) | 2003-09-25 | 2005-04-28 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Übertragung von Daten sowie tragbares elektronisches Gerät und Feldgerät für eine derartige Vorrichtung |
| EP1577723A1 (de) * | 2004-03-19 | 2005-09-21 | Murr-Elektronik Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Modulare Steuerung mit drahtloser Verbindung der Module |
| JP2009514281A (ja) * | 2005-10-28 | 2009-04-02 | エスエーヴェー−オイロドライブ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コムパニー コマンディトゲゼルシャフト | 器具 |
| JP4925252B2 (ja) * | 2005-11-25 | 2012-04-25 | パナソニック株式会社 | 機能装置 |
| JP4730661B2 (ja) * | 2005-12-27 | 2011-07-20 | パナソニック電工株式会社 | 機能装置及びそれに用いられる拡張機能モジュール |
| DE102007038757B4 (de) * | 2007-08-16 | 2009-10-08 | Siemens Ag | Werkzeug- oder Produktionsmaschine mit einer Anzahl von nebeneinander angeordneten Automatisierungsmodulen mit einer leitungslosen Ethernet-Kommunikation |
| WO2009030243A1 (de) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Grund- oder erweiterungsmodul für ein modulares schaltgerät, modulares schaltgerät und vorrichtung zum projektieren oder konfigurieren eines modularen schaltgeräts |
| DE102007061610B4 (de) | 2007-12-18 | 2010-01-14 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Modulares Datenübertragungssystem mit separater Energieversorgung für jedes angeschaltete Module |
| EP2506591A3 (en) | 2008-02-25 | 2014-09-24 | TiVo Inc. | Stackable communications system |
| US9870860B2 (en) | 2009-04-29 | 2018-01-16 | Weidmüller Interface GmbH & Co. KG | System for supplying bus subscriber modules with contactless energy and data |
| DE102009003846A1 (de) | 2009-04-29 | 2010-11-04 | Weidmüller Interface GmbH & Co. KG | System zur berührungslosen Energie- und Datenversorgung von Busteilnehmermodulen |
| WO2011027627A1 (ja) * | 2009-09-01 | 2011-03-10 | シャープ株式会社 | 非接触給電装置用延長コード |
| EP2383623B1 (en) * | 2010-04-30 | 2012-12-05 | Rockwell Automation Germany GmbH & Co. KG | Modular safety switching device system with optical link |
| CN102360781B (zh) * | 2011-08-29 | 2013-05-08 | 福州大学 | 磁芯采用嵌套结构的可分离变压器 |
| DE102012000411B4 (de) | 2012-01-12 | 2018-03-01 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Induktiver Energieübertrager |
| DE102012000409A1 (de) | 2012-01-12 | 2013-07-18 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Modulares Datensystem mit induktiver Energieübertragung |
| DE102012000408A1 (de) | 2012-01-12 | 2013-07-18 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Resonante induktive Energieversorgungseinrichtung |
| DE102012110170B4 (de) * | 2012-10-24 | 2018-05-24 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Modulares Bussystem zur Übertragung von Daten und/oder Energie |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3808135A1 (de) * | 1988-03-11 | 1989-09-28 | Kloeckner Moeller Elektrizit | Speicherprogrammierbares steuerungssystem |
| FR2662320B1 (fr) * | 1990-05-18 | 1994-05-13 | Cemagref | Dispositif de liaison sans contact pour relier des troncons de bus serie. |
| DE4240238C2 (de) * | 1992-11-30 | 1995-01-05 | Angewandte Digital Elektronik | Einrichtung zur berührungslosen Energie- und Datenübertragung für Einspulen- und Zweispulensysteme |
| DE9309070U1 (de) * | 1993-06-17 | 1993-08-05 | Siemens AG, 80333 München | Baugruppe für ein elektrisches Gerät |
| DE4344071A1 (de) * | 1993-12-23 | 1995-07-06 | Josef Femboeck | Vorrichtung zur Übertragung von Energie und/oder Daten |
-
1996
- 1996-09-30 DE DE19640367A patent/DE19640367A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-09-25 CZ CZ99788A patent/CZ78899A3/cs unknown
- 1997-09-25 DE DE59703306T patent/DE59703306D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-25 KR KR1019990702733A patent/KR20000048748A/ko not_active Withdrawn
- 1997-09-25 JP JP10516128A patent/JP2001501407A/ja active Pending
- 1997-09-25 CN CN97198062A patent/CN1231084A/zh active Pending
- 1997-09-25 AT AT97909191T patent/ATE200367T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-09-25 PL PL97332425A patent/PL332425A1/xx unknown
- 1997-09-25 EP EP97909191A patent/EP0929948B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-25 HU HU9904600A patent/HUP9904600A3/hu unknown
- 1997-09-25 ES ES97909191T patent/ES2155988T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-25 WO PCT/DE1997/002180 patent/WO1998015069A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2155988T3 (es) | 2001-06-01 |
| JP2001501407A (ja) | 2001-01-30 |
| DE19640367A1 (de) | 1998-04-02 |
| HUP9904600A2 (hu) | 2000-05-28 |
| KR20000048748A (ko) | 2000-07-25 |
| HUP9904600A3 (en) | 2000-07-28 |
| EP0929948B1 (de) | 2001-04-04 |
| WO1998015069A1 (de) | 1998-04-09 |
| CN1231084A (zh) | 1999-10-06 |
| ATE200367T1 (de) | 2001-04-15 |
| PL332425A1 (en) | 1999-09-13 |
| EP0929948A1 (de) | 1999-07-21 |
| DE59703306D1 (de) | 2001-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ78899A3 (cs) | Bezdrátový přenos energie a dat pro modulární periferní systém | |
| US4835373A (en) | Appliance for transmission and storage of energy and information in a card-shaped data carrier | |
| CN100375985C (zh) | 电子装置、其支持装置和监视设备及装有它们的电子设备 | |
| KR100741178B1 (ko) | 네트워크 및 이를 포함한 차량과 가전 장치의 전력 공급 및 통신 장치 | |
| EP3055701B1 (en) | Self-contained branch circuit monitor | |
| JP2003130894A (ja) | 変流器 | |
| US20150289394A1 (en) | Modular electronic system and bus subscriber | |
| CA2308043A1 (en) | Method and apparatus for detection, classification and reduction of internal electrical faults in alternating current propulsion machinery using synchronous detection scheme | |
| GB9400960D0 (en) | Magnetic sensors | |
| CN114946129B (zh) | 用于具有多个线圈和通信信道的聚合无线功率传递的设备 | |
| WO1998031073A3 (en) | Electrical coupler device | |
| WO2000054063A8 (de) | Vorrichtung und verfahren zur strommessung | |
| EP0091824A2 (en) | Receiving circuit for a data transmission system | |
| CA2233879A1 (en) | Ac current sensor | |
| CN101752871A (zh) | 对电系统进行干扰电流补偿的方法以及干扰电流补偿装置 | |
| DE69609527D1 (de) | Signalverarbeitungsschaltung für einen induktiven Steuerknüppel | |
| US10778033B2 (en) | Connection element, sensor, and sensor arrangement for process automation | |
| US9099915B2 (en) | Congruent power and timing signals for device | |
| US20110101958A1 (en) | Current sensor | |
| EP3419143B1 (en) | Non-contact power supply device | |
| FI90160B (fi) | Pipetts uppladdningssystem | |
| CN107074048A (zh) | 飞行器轮胎压力传感器谐振环链路 | |
| WO2000041039A3 (en) | Transponder communication station provided with a transmission coil configuration with two transmission coils | |
| EP3292427A1 (en) | Sensor system | |
| US20200135354A1 (en) | Passive electrical component for safety system shutdown using gauss' law of magnetism |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |